Vi bao vitamin C và hợp chất phenolic sơ ri - Luận án TS
Trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh
Công nghệ Thực phẩm
Ẩn danh
Luận án tiến sĩ
Năm xuất bản
Số trang
244
Thời gian đọc
37 phút
Lượt xem
0
Lượt tải
0
Phí lưu trữ
50 Point
Mục lục chi tiết
LỜI CAM ĐOAN
LỜI CẢM ƠN
TÓM TẮT
ABSTRACT
DANH MỤC CÔNG BỐ KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH
MỞ ĐẦU
1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về sơ ri
1.1.1. Tình hình phân bố sơ ri ở Việt Nam và thế giới
1.1.2. Tình hình chế biến và xuất khẩu sơ ri
1.2. Các hợp chất có hoạt tính sinh học
1.2.1. Một số hợp chất có hoạt tính sinh học trong sơ ri
1.2.2. Tác động của các hợp chất có hoạt tính sinh học trong dịch chiết trái sơ ri đối với cơ thể người
1.2.3. Nhận xét chung
1.3. Một số phương pháp làm giàu các hợp chất có hoạt tính sinh học
1.3.1. Cô đặc lạnh đông
1.3.1.1. Một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cô đặc lạnh đông
1.3.2. Vi bao bằng phương pháp nhũ hóa
1.3.3. Vi bao bằng phương pháp sấy phun
1.3.4. Nhận xét chung
1.4. Động học giải phóng các hợp chất có hoạt tính sinh học từ hạt vi bao
1.4.1. Cơ chế giải phóng
1.4.2. Các yếu tố ảnh hưởng
2. CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Thời gian và địa điểm thực hiện nghiên cứu
2.2. Nguyên liệu và hóa chất sử dụng trong nghiên cứu
2.3. Quy trình công nghệ
2.3.1. Sơ đồ tổng quát bố trí thí nghiệm
2.3.2. Thuyết minh quy trình
2.4. Bố trí thí nghiệm
2.4.1. Đánh giá một số chỉ tiêu hoá lý của sơ ri tươi
2.4.2. Xử lý dịch chiết trái sơ ri bằng phương pháp cô đặc lạnh đông
2.4.3. Nhũ hoá các hợp chất sinh học từ dịch chiết trái sơ ri cô đặc bằng phương pháp nhũ hóa tự phát
2.4.4. Vi bao dịch chiết sơ ri bằng phương pháp sấy phun
2.5. Các phương pháp phân tích
2.5.1. Định lượng tổng hàm lượng chất rắn hoà tan (TSS, oBrix)
2.5.2. Xử lý tách pha nhũ tương
2.5.3. Định lượng vitamin C
2.5.4. Định lượng các hợp chất phenolic tổng
2.5.5. Định lượng một số hợp chất phenolic đơn lẻ
2.5.6. Định lượng flavonoid tổng
2.5.7. Hệ số cô đặc
2.5.8. Hình thái hạt nhũ tương
2.5.9. Đo độ nhớt của nhũ tương
2.5.10. Đo kích thước và chỉ số đa phân tán kích thước hạt nhũ tương
2.5.11. Xác định hoạt tính chống oxy hoá bằng phương pháp đánh DPPH
2.5.12. Hiệu suất vi bao
2.5.13. Hiệu suất thu hồi
2.5.14. Hình thái hạt
2.5.15. Tỷ trọng bột
2.5.16. Động học giải phóng
2.5.17. Đẳng nhiệt hấp phụ
2.5.18. Nhiễu xạ tia X (X-ray diffraction, XRD)
2.5.19. Năng lượng hoạt hóa
2.6. Phương pháp xử lí số liệu
3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Đánh giá một số chỉ tiêu hóa lý của dịch chiết trái sơ ri
3.2. Xử lý dịch chiết trái sơ ri bằng phương pháp cô đặc lạnh đông
3.2.1. Ảnh hưởng của số giai đoạn cô đặc lạnh đông lên nồng độ hoạt chất sinh học có trong dịch chiết trái sơ ri
3.2.2. Ảnh hưởng của thời gian đông lạnh lên nồng độ hoạt chất sinh học có trong dịch chiết trái sơ ri
3.3. Nhũ hóa các hợp chất có hoạt tính sinh học từ dịch sơ ri cô đặc
3.3.1. Ảnh hưởng của tỉ lệ PGPR lên các đặc tính lý hoá của hệ nhũ tương W/O
3.3.2. Ảnh hưởng của tỉ lệ dịch cô đặc lên các đặc tính lý hoá của nhũ tương W/O
3.3.3. Ảnh hưởng của tốc độ khuấy lên các đặc tính lý hoá của nhũ tương W/O
3.3.4. Ảnh hưởng của tỉ lệ phối trộn chất nhũ hóa lên sự hình thành nhũ tương W/O/W từ dịch chiết trái sơ ri cô đặc
3.3.5. Ảnh hưởng của tỉ lệ chất nhũ hóa lên sự hình thành nhũ tương W/O/W từ dịch chiết trái sơ ri cô đặc
3.3.6. Ảnh hưởng của tỉ lệ nhũ tương W/O lên sự hình thành nhũ tương W/O/W từ dịch chiết trái sơ ri cô đặc
3.3.7. Ảnh hưởng của tốc độ khuấy lên sự hình thành nhũ tương W/O/W từ dịch chiết trái sơ ri cô đặc
3.4. Vi bao bằng phương pháp sấy phun
3.4.1. Ảnh hưởng của vật liệu lõi lên một số tính chất hóa lý của bột sơ ri sấy phun
3.4.2. Ảnh hưởng của thành phần vỏ bao lên một số tính chất hóa lý của bột sơ ri sấy phun
3.4.3. Ảnh hưởng của tỉ lệ vật liệu lõi và vỏ bao lên một số tính chất hóa lý của bột sơ ri sấy phun
3.4.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy phun đầu vào lên một số tính chất hóa lý của bột sơ ri sấy phun
3.4.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy phun đầu ra lên một số tính chất hóa lý của bột sơ ri sấy phun
3.4.6. Tối ưu hóa nhiệt độ đầu vào và nhiệt độ đầu ra trong quá trình sấy phun nhũ tương sơ ri
3.4.7. Động học giải phóng các hợp chất có hoạt tính sinh học từ bột sấy phun
3.4.8. Đánh giá độ ổn định của sản phẩm bột ở các nhiệt độ bảo quản khác nhau
3.4.9. Ảnh hưởng của độ ẩm không khí lên một số tính chất hóa lý của bột sơ ri vi bao
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Phương pháp phân tích các chỉ tiêu
Kết quả xử lý thống kê: Cô đặc dịch chiết trái sơ ri bằng phương pháp cô đặc lạnh đông
Kết quả xử lý thống kê: Nhũ hóa các hợp chất sinh học từ dịch sơ ri cô đặc
Kết quả xử lý thống kê: Vi bao bằng phương pháp sấy phun
Tóm tắt nội dung
I. Vi Bao Vitamin C Sơ Ri Công Nghệ Bảo Quản Dinh Dưỡng
Sơ ri (Malpighia emarginata DC.) là nguồn vitamin C và hợp chất phenolic dồi dào. Tuy nhiên, các chất này dễ bị phân hủy trong quá trình chế biến và bảo quản. Công nghệ vi bao hóa trở thành giải pháp hiệu quả để bảo vệ và duy trì hoạt tính sinh học của vitamin C cùng các hợp chất phenolic từ trái sơ ri. Phương pháp vi bao bằng kỹ thuật sấy phun kết hợp với hệ nhũ tương kép W/O/W đã chứng minh khả năng bảo vệ vượt trội. Nghiên cứu tập trung vào quy trình cô đặc lạnh đông để làm giàu dịch chiết, sau đó áp dụng phương pháp vi bao hóa nhằm tạo ra sản phẩm bột sơ ri ổn định. Sản phẩm vi bao không chỉ giữ được hàm lượng dinh dưỡng mà còn có khả năng giải phóng kiểm soát trong môi trường thực phẩm.
1.1. Đặc Tính Dinh Dưỡng Của Trái Sơ Ri
Trái sơ ri chứa hàm lượng vitamin C cao gấp 30-50 lần so với cam. Các hợp chất phenolic và flavonoid trong sơ ri mang lại khả năng chống oxy hóa mạnh mẽ. Dịch chiết sơ ri cô đặc đạt hàm lượng TPC 5,65 mgGAE/g và TFC 8,27 mgQE/100g. Khả năng bắt gốc tự do DPPH đạt 62,78%. Những chỉ số này khẳng định tiềm năng ứng dụng của sơ ri trong công nghiệp thực phẩm chức năng.
1.2. Thách Thức Bảo Quản Vitamin C Tự Nhiên
Vitamin C và hợp chất phenolic nhạy cảm với nhiệt độ, ánh sáng và oxy. Quá trình chế biến thông thường làm mất 40-80% vitamin C. Các hợp chất phenolic cũng dễ bị oxy hóa và biến đổi cấu trúc. Phương pháp vi bao hóa giúp tạo lớp vỏ bảo vệ, ngăn chặn sự tiếp xúc với các yếu tố gây phân hủy. Công nghệ này kéo dài thời gian bảo quản và duy trì hoạt tính sinh học.
1.3. Ý Nghĩa Của Công Nghệ Vi Bao Hóa
Công nghệ vi bao chuyển dịch chiết lỏng thành dạng bột ổn định. Sản phẩm vi bao dễ vận chuyển, bảo quản và ứng dụng trong nhiều loại thực phẩm. Phương pháp vi bao hóa bảo vệ các hợp chất nhạy cảm khỏi môi trường bên ngoài. Kỹ thuật này tăng giá trị thương mại và mở rộng khả năng ứng dụng của sơ ri trong ngành công nghiệp thực phẩm.
II. Quy Trình Cô Đặc Lạnh Đông Dịch Chiết Sơ Ri
Cô đặc lạnh đông là phương pháp tối ưu để làm giàu vitamin C và hợp chất phenolic trong dịch chiết sơ ri. Quy trình được thực hiện qua 3 giai đoạn đông lạnh với thời gian lần lượt 24 giờ, 36 giờ và 60 giờ. Phương pháp này giữ được tối đa các chất dinh dưỡng nhờ nhiệt độ thấp ngăn chặn phản ứng phân hủy. Dịch chiết cô đặc đạt nồng độ cao, phù hợp cho quá trình vi bao hóa tiếp theo. Kỹ thuật cô đặc lạnh đông vượt trội hơn các phương pháp cô đặc nhiệt truyền thống về mặt bảo tồn hoạt tính sinh học.
2.1. Nguyên Lý Cô Đặc Lạnh Đông
Cô đặc lạnh đông dựa trên việc tách nước bằng kết tinh băng. Nước đông đặc tách ra khỏi dịch chiết, làm tăng nồng độ chất khô. Nhiệt độ thấp bảo vệ vitamin C và phenolic khỏi bị oxy hóa. Quy trình 3 giai đoạn tối ưu hóa hiệu quả cô đặc và chất lượng sản phẩm. Phương pháp này giảm thiểu tổn thất dinh dưỡng so với cô đặc nhiệt.
2.2. Thông Số Kỹ Thuật Tối Ưu
Giai đoạn 1 đông lạnh trong 24 giờ để hình thành tinh thể băng ban đầu. Giai đoạn 2 kéo dài 36 giờ tách nước tự do. Giai đoạn 3 trong 60 giờ loại bỏ nước liên kết. Quy trình 3 bước này đảm bảo dịch chiết đạt độ cô đặc mong muốn. Nhiệt độ duy trì ở mức âm sâu để bảo vệ cấu trúc phân tử.
2.3. Chất Lượng Dịch Chiết Sau Cô Đặc
Dịch sơ ri cô đặc giữ nguyên màu sắc và hương vị tự nhiên. Hàm lượng vitamin C, TPC và TFC được bảo tồn tối đa. Sản phẩm đạt độ cô đặc phù hợp cho việc tạo nhũ tương. Hoạt tính chống oxy hóa được duy trì ở mức cao. Dịch cô đặc trở thành nguyên liệu chất lượng cho quá trình vi bao hóa.
III. Phương Pháp Tạo Nhũ Tương Kép W O W Từ Sơ Ri
Nhũ tương kép W/O/W (nước trong dầu trong nước) là hệ thống bảo vệ hiệu quả cho vitamin C và phenolic. Quy trình bắt đầu với việc tạo nhũ tương W/O từ 40% dịch sơ ri cô đặc và 60% pha dầu. Pha dầu gồm dầu dừa hương kết hợp 10% Polyglycerol polyricinolate (PGPR). Nhũ tương W/O sau đó được phân tán vào pha nước chứa 25% Tween 80 để tạo hệ W/O/W. Khuấy ở tốc độ 700 vòng/phút trong 15 phút tạo giọt nhũ tương kích thước 0,35 µm. Hệ nhũ tương kép này tạo lớp bảo vệ kép cho các hợp chất hoạt tính.
3.1. Cấu Trúc Nhũ Tương Kép W O W
Nhũ tương W/O/W gồm 3 pha: pha nước bên trong, pha dầu trung gian và pha nước bên ngoài. Dịch sơ ri cô đặc được bao bọc trong lớp dầu, sau đó phân tán trong nước. Cấu trúc này tạo hai rào cản bảo vệ các chất nhạy cảm. PGPR ổn định nhũ tương W/O, Tween 80 ổn định nhũ tương W/O/W. Hệ thống kép này vượt trội hơn nhũ tương đơn trong việc bảo vệ vitamin C.
3.2. Chất Nhũ Hóa Và Vai Trò
PGPR là chất nhũ hóa ưa dầu, ổn định giọt nước trong dầu. Nồng độ 10% PGPR đảm bảo tạo nhũ tương W/O bền vững. Tween 80 là chất nhũ hóa ưa nước, tạo lớp bảo vệ ngoài. Nồng độ 25% Tween 80 tối ưu cho nhũ tương W/O/W. Sự kết hợp hai chất nhũ hóa tạo hệ thống ổn định lâu dài.
3.3. Đặc Tính Nhũ Tương Tối Ưu
Kích thước giọt nhũ tương đạt 0,35 µm với chỉ số đa phân tán 0,33. Giọt nhũ tương hình cầu đồng đều, không có hiện tượng kết tụ. Hàm lượng vitamin C đạt 9,17 mgAAE/g trong nhũ tương. TPC và TFC lần lượt là 5,65 mgGAE/g và 8,27 mgQE/100g. Khả năng chống oxy hóa duy trì ở mức 62,78%.
IV. Công Nghệ Sấy Phun Vi Bao Nhũ Tương Sơ Ri
Phương pháp sấy phun (spray drying) chuyển nhũ tương lỏng thành bột vi bao khô. Nhũ tương W/O/W được phối trộn với dung dịch vỏ bao theo tỉ lệ 1:1,5. Chất mang vi bao gồm maltodextrin và gum arabic tỉ lệ 2:1 với nồng độ 30%. Nhiệt độ đầu vào tối ưu là 157°C và đầu ra 91°C. Hiệu suất thu hồi bột đạt 91,15%. Hiệu suất vi bao TPC, TFC và vitamin C lần lượt 61,44%, 37,42% và 27,19%. Sản phẩm bột có độ ẩm 3,02%, phù hợp cho bảo quản dài hạn.
4.1. Lựa Chọn Chất Mang Vi Bao
Maltodextrin có khả năng tạo màng tốt và chi phí thấp. Gum arabic tạo nhũ tương bền và bảo vệ các hợp chất nhạy cảm. Tỉ lệ maltodextrin:gum arabic 2:1 cân bằng giữa hiệu quả và chi phí. Nồng độ 30% chất mang đảm bảo độ nhớt phù hợp cho phun sấy. Kết hợp hai chất mang tạo vỏ bao bền vững.
4.2. Thông Số Sấy Phun Tối Ưu
Nhiệt độ đầu vào 157°C đủ cao để bay hơi nước nhanh. Nhiệt độ đầu ra 91°C đảm bảo bột khô không bị cháy. Thời gian tiếp xúc ngắn giảm thiểu tổn thất dinh dưỡng. Tốc độ phun và lưu lượng khí được kiểm soát chặt chẽ. Hiệu suất thu hồi 91,15% cho thấy quy trình tối ưu.
4.3. Hiệu Suất Vi Bao Các Hợp Chất
Hiệu suất vi bao TPC đạt 61,44%, cao nhất trong các chỉ tiêu. TFC được bảo vệ với hiệu suất 37,42%. Vitamin C nhạy cảm nhất với hiệu suất 27,19%. Tuy nhiên, giá trị này vẫn chấp nhận được so với các nghiên cứu khác. Bột vi bao bảo vệ được phần đáng kể các hợp chất hoạt tính.
V. Điều Kiện Bảo Quản Bột Sơ Ri Vi Bao Tối Ưu
Bột sơ ri vi bao cần được bảo quản trong điều kiện kiểm soát để duy trì chất lượng. Nhiệt độ bảo quản tối ưu là 10°C giúp ổn định vitamin C và phenolic. Độ ẩm tương đối môi trường nên dưới 40% để bột đạt độ ẩm cân bằng an toàn. Mô hình BET dự đoán độ ẩm đơn lớp Mo là 4,01%. Bột có độ ẩm 3,02% nằm dưới ngưỡng Mo, đảm bảo ổn định. Nghiên cứu xác định mối liên hệ giữa nhiệt độ, độ ẩm và sự suy giảm các hợp chất hoạt tính theo thời gian bảo quản.
5.1. Ảnh Hưởng Của Nhiệt Độ Bảo Quản
Nhiệt độ thấp làm chậm phản ứng phân hủy vitamin C và phenolic. Bảo quản ở 10°C cho kết quả tốt nhất về duy trì hoạt tính. Nhiệt độ cao tăng tốc độ oxy hóa và biến đổi màu sắc. Sự khác biệt rõ rệt giữa bảo quản lạnh và nhiệt độ phòng. Khuyến nghị bảo quản trong tủ lạnh để kéo dài thời hạn sử dụng.
5.2. Vai Trò Của Độ Ẩm Môi Trường
Độ ẩm tương đối cao làm tăng độ ẩm bột, gây kết dính. Độ ẩm dưới 40% RH giữ bột ở trạng thái ổn định. Mô hình BET xác định độ ẩm đơn lớp Mo = 4,01%. Bột với độ ẩm 3,02% nằm trong vùng an toàn. Bao bì chống ẩm cần thiết để bảo vệ sản phẩm.
5.3. Động Học Suy Giảm Chất Lượng
Vitamin C suy giảm nhanh nhất trong các chỉ tiêu theo dõi. Hợp chất phenolic và flavonoid bền hơn vitamin C. Khả năng chống oxy hóa giảm tương ứng với sự mất mát các hợp chất. Mô hình động học dự đoán thời hạn sử dụng sản phẩm. Dữ liệu này hỗ trợ thiết lập quy trình bảo quản thương mại.
VI. Khả Năng Giải Phóng Chất Hoạt Tính Từ Bột Vi Bao
Bột sơ ri vi bao có khả năng giải phóng kiểm soát các hợp chất hoạt tính trong môi trường thực phẩm. Các mô hình động học giải phóng được sử dụng để dự đoán hành vi giải phóng. Trong môi trường ưa nước, các hợp chất giải phóng mạnh trong 10 phút đầu. Sau đó quá trình giải phóng chậm lại và đạt cân bằng. Khả năng giải phóng phụ thuộc vào tính chất dung môi và cấu trúc vỏ bao. Vitamin C, TPC và TFC có tốc độ giải phóng khác nhau do tính chất hóa học riêng. Nghiên cứu này cung cấp thông tin quan trọng cho ứng dụng bột vi bao trong các sản phẩm thực phẩm.
6.1. Mô Hình Động Học Giải Phóng
Các mô hình toán học mô tả quá trình giải phóng chất hoạt tính. Giai đoạn đầu có tốc độ giải phóng nhanh do khuếch tán bề mặt. Giai đoạn sau chậm hơn khi chất hoạt tính khuếch tán từ bên trong. Mô hình phù hợp nhất được xác định qua hệ số tương quan. Dự đoán giúp thiết kế sản phẩm với tốc độ giải phóng mong muốn.
6.2. Giải Phóng Trong Môi Trường Ưa Nước
Môi trường ưa nước thuận lợi cho giải phóng các hợp chất phân cực. 10 phút đầu giải phóng mạnh do gradient nồng độ cao. Vitamin C giải phóng nhanh nhất do tính tan tốt trong nước. Phenolic và flavonoid giải phóng chậm hơn. Sau 30 phút, quá trình giải phóng đạt gần cân bằng.
6.3. Ứng Dụng Trong Thực Phẩm
Bột vi bao phù hợp cho đồ uống, sữa chua và thực phẩm chức năng. Khả năng giải phóng kiểm soát tăng sinh khả dụng sinh học. Sản phẩm duy trì hoạt tính trong quá trình chế biến. Bổ sung vitamin C và chất chống oxy hóa tự nhiên cho thực phẩm. Mở rộng ứng dụng sơ ri trong công nghiệp thực phẩm.
Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Tải đầy đủ (244 trang)Câu hỏi thường gặp
Luận án tiến sĩ nghiên cứu vi bao vitamin C và hợp chất phenolic từ dịch chiết trái sơ ri. Phát triển công nghệ nhũ hóa W/O/W và sấy phun với hiệu suất vi bao 61,44% TPC, 37,42% TFC. Đánh giá khả năng giải phóng chất dinh dưỡng và ổn định bảo quản.
Luận án này được bảo vệ tại Trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh. Năm bảo vệ: 2025.
Luận án "Vi bao vitamin C và phenolic trong dịch chiết sơ ri" thuộc chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm. Danh mục: Công Nghệ Thực Phẩm.
Luận án "Vi bao vitamin C và phenolic trong dịch chiết sơ ri" có 244 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.
Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.